1.一种迭代学习控制参考轨迹的优化匹配组合方法,包括对于已知的参考轨迹或期望轨迹ld(v)|v∈[0,1](v为NURBS轨迹的节点矢量参数,为了便于优化匹配算法研究,整条轨迹的定义域为规范参数域v∈[0,1])和轨迹库CurveBank,轨迹库CurveBank其中含有n条NURBS轨迹li(v)|v∈[0,1](1≤i≤n,i∈N),分割参数 和 分割其中的第i条轨迹形成临时基元 迭代学习控制简称ILC;步骤如下:
Step1:寻找与整条参考轨迹ld(v)|v∈[0,1]最相似的一条轨迹,令ldj(v)|v∈[0,1]=ld(v)|v∈[0,1](j=1,ld1(v)|v∈[0,1]表示第1段参考轨迹),分裂参数 和搜索步长b初始化;
Step2:假设Ld和Ll分别是在轨迹ldj(v)|v∈[0,1](其中ldj(v)|v=0和ldj(v)|v=1分别为轨迹ldj(v)|v∈[0,1]的起止点)和ll(v)|v∈[0,1](临时基元)上取出的在世界坐标系{B}下的坐标序列,k+1为此序列的坐标点个数,如式(1)、(2)所示;Od和Ol分别是轨迹ldj(v)|v∈[0,1]和lj(v)|v∈[0,1]的质心,wi表示Ld和Ll的第i点对应的权值 如式(3)、(4)所示;以轨迹ld(v)|v∈[0,1]和ll(v)|v∈[0,1]各自质心为原点的笛卡尔直角坐标系,暂称作质心坐标系,dLd和 lLl分别是Ld和Ll相对各自质心坐标系(与世界坐标系的姿态一致)下的坐标序列,R为使Ld和Ll的均方根偏差最小时的最优旋转矩阵,如式(5)所示;
l d
Df=R Ll-Ld (5)
其中,Df为偏差矩阵,D'f为Df的转置,tr(Dt)表示矩阵Dt的迹,通过公式(1)~(7)得到两条轨迹的最小均方根偏差lrm,给定一个相似度ε>0,若lrm<ε,则两条轨迹相似,跳入Step3;反之不相似,跳入Step4;
Step3:若 跳入Step6;若 则判断搜索步长是否达到最小;若没达到,则令搜
索步长b=b/2,分裂参数 跳入Step2;若达到则跳入Step5;
Step4:令搜索步长b=b/2,分裂参数 跳入Step2;
Step5:此时可得被分割的第j段期望轨迹 和与其对应的匹配基元
lj(v)|v∈[0,1],这样,第j次匹配结束,期望轨迹ldj(v)|v∈[0,1]被分割成两段期望轨迹ldj(v)|v∈[0,1]与ld(j+1)(v)|v∈[0,1];将ld(j+1)(v)|v∈[0,1]作为整条期望轨迹,令j=j+1,分裂参数 和搜索步长b初始化,跳入Step2;
Step6:此时可得所有期望轨迹段ldj(v)|v∈[0,1]和与其对应的匹配基元lj(v)|v∈[0,1](j=1,……,m),优化匹配结束;
Step7:对 匹 配 基 元lj(v)|v∈[0,1](j=1,……,m)(jlj(v)|v∈[0,1]为匹配基元lj(v)|v∈[0,1]在其质心坐标系{j}下的表示)进行旋转和平移变换:l"j(v)|v∈[0,1]=Rj·jlj(v)|v∈[0,1]+djPBORG
其中:Rj和 djPBORG分别是基元 jlj(v)|v∈[0,1]与对应的期望曲线段ldj(v)|v∈[0,1]之间最优的旋转矩阵和平移向量;
Step8:组合匹配基元ldj(v)|v∈[0,1](j=1,……,m),获得ILC参考轨迹ld(v)|v∈[0,1]的相似参考轨迹: 其中 表示将m条曲线l"j(v)|v∈[0,1]依次按各自质心在世界坐标系下的组合, 表示此组合轨迹与参考轨迹ld(v)|v∈[0,1]叠合。
2.根据权利要求书1中所述的一种迭代学习控制参考轨迹的优化匹配组合方法,其特征在于:Step2中的轨迹相似性判断方法具体是:给定一个相似度ε>0,对于轨迹段ld(v)|v∈[0,1]与ll(v)|v∈[0,1];其中轨迹段dll(v)|v∈[0,1]通过旋转R和平移 PlORG变换为ll"(v)|v∈[0,1]后,ld(v)|v∈[0,1]与l"l(v)|v∈[0,1]之间的最小均方根偏差lrm<ε;则称在相似度ε下轨迹ld(v)|v∈[0,1]与ll(v)|v∈[0,1]相似,记为 并且轨迹ld(v)|v∈[0,1]与l"l(v)|v∈[0,1]叠合,记为